的脉冲宽度,从而可以消除零点电容,经过调制的电容变化信号也就是湿度信号。将同一封装内的门电路U2A、U2B、U2C、U2D并联使用,可以扩大CMOS门电路输出低电平时吸收负载电流的能力。
f33线性输出信号调理电路湿度的脉冲信号再经过后面的二极管整流、RC积分电路,得到随温度变化的电压。由于信号比较微弱,再经过一个同向比例放大器把信号放大,最终把信号调理为0~3V的输出。4湿度变送器的设计在工业现场,采集到的信号经长线传输时,往往会产生以下问题:由于传输的信号是电压信号,传输线会受到噪声的干扰传输线的分布电阻会产生电压降。为了解决这些问题,通常用电流来传输信号,这就用到了变送器。本文采用了美国BB公司生产的XTR105作为湿度变送器的芯片,把湿度传感器输入的0~3V电压转换为4~20mA的电流信号输出。其电路如图7所示。
f湿度传感器输出的0~3V电压通过XTR105芯片的2和13引脚输入。调整3和4引脚间的电阻RG和RG1的值,可以改变XTR105芯片的内置仪表放大器增益值,从而选定合适的测量范围。RCM取为1KO,它提供一个附加电压降,使XTR105的输入电压限制在共模方式下的电压范围内。与RCM并联的001μF旁路电容用于降低共模噪声。整个装置的电压,电流传递函数为:
其中RmRGRG1RGRG1,VIN是VIN13引脚,VIN2引脚两端输入电压。VREG引脚11引脚还专门为外部电路提供51V的精密电压,11引脚最大输出电流为1mA,超过1mA会影响到零输出电流。三极管Q1是4~20mA电流回路的主要电流传导器件,用于吸收回路中的大部分电流。该器件将外部电源电流与XTR105的内部消耗严格分开。由于外接三极管位于反馈回路中,其参数不能在临界点。
f当电源电压低于36V时,功耗可低一些。IN4048接成的桥式电路可以保证XTR105的电源极性不反接,从而真正实现两线制。C2为去耦电容,其值是001μF,用于降低高频干扰。负载RL用于将传送的4~20mA的电流转换为电压,供后级处理。选择负载阻抗RL,应使得输出在4~20mA范围内变化时,引脚7和引脚8之间的电压保持在116V~40V的电源电压范围内。也可以由下式确定最大的RL:
所以取RL250Ω。5结语我们对所设计的湿度传感器进行了准确度测量。将湿度传感器置入TERCHY公司的MHUSA恒温恒湿箱内,用VAISALA公司的HMP143A高精度湿度测量仪及万用表对湿度传感器输出信号进行测量,结果见表1。从表1的测试结果可以看出:该传感器的测量准确度达到了±25以内。
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